تحميل محتوى الموضوع
عرض نسخة صالحة للطباعة
أرسل هذا الموضوع إلى صديق
- هل رأيت من قبل طائرة تطير في الأفق فوقك بسرعة الصوت أو أسرع ؟
ما هي الطفرة الصوتية - The Sonic Boom
- ما حدث من صوت يسمى فيزيائياً بـ " إختراق حاجز الصوت " Sonic Boom , وهو عبارة عن صوت عالٍُ مثل صوت الإنفجار , والناجم عن موجات الصدمة التي أنشأها جسم يتحرك عبر الهواء بسرعة أعلى من سرعة الصوت ,وتخلق تلك العملية كمية هائلة من الطاقة الصوتية , والتي تبدو كإنفجار بالنسبة إلى الأذن البشرية .شاهد الفيديو ...
Sonic Boom from Henrique Antunes on Vimeo.
كيف يحدث إختراق حاجز الصوت ؟
- عندما يتحرك جسم خلال الهواء , فإنه يخلق موجات من الضغط أمامه وخلفه , وكمثال لذلك , تخيل قارب يسير في مياه البحر , وأمواج البحر تتحرك بسرعة معينة , فعندما يتحرك القارب بسرعة أقل من سرعة الأمواج فإنه سيخلق أمواج تنزاح على جاانبي القارب وتشكل شكل مخروطي عند مقدمة القارب , أما إذا تحرك بسرعة أكبر من سرعة أمواج الماء , فإن تلك الأمواج لن تستطيع الحركة بنفس سرعة القارب , وستتجمع خلفه مكونة موجة واحدة كبيرة .- وما يحدث في حالة إختراق الطائرة لحاجز الصوت هو حالة مشابهة لمثال القارب السابق .
فعندما تتحرك الطائرة بسرعة أقل من سرعة من الصوت , فإن الموجات الصوتية تتحرك أمام الطائرة , أما إذا تحركت الطائرة بسرعة الصوت أو أسرع من سرعة الصوت , فإن تلك الموجات الصوتية تتجمع خلف الطائرة وتشكل موجة واحدة كبيرة , وتصبح مضغوطة كثيراً , لإنها لا تستطيع التفكك والإنزياح عن بعضها البعض , لذا تشكل صدمة موجية واحدة وتتحرك بسرعة الصوت لتحدث صوت إنفجار قوي نتيجة إختراف الجسم المتحرك لحاجز الصوت , وهو الصوت الناتج عن تجمع تلك الأمواج الصوتية المضغوطة خلف الطائرة .
- ولكن جدير بالذكر أن الصوت يسافر بسرعات مختلفة خلال أنواع المواد المختلفة , كما تختلف سرعته وفقاً للإرتفاع ودرجة الحرارة .
- فعند مستوى سطح البحر ودرجة حرارة 68 درجة فهرنهايت تبلغ سرعة الصوت عبر الهواء حوالي 761 ميلاً في الساعة
- وعند إرتفاع حوالي 20.000 قدم , حيث يكون الغلاف الجوي أكثر سمكاً وبرودة , فتبلغ سرعة الصوت حينها حوالي 660 ميلاً في الساعة .
كيفية قياس سرعة الطيران بالنسبة لسرعة الصوت ؟
- طّور الفيزيائي النمساوي " إرنست ماخ " طريقة لقياس سرعة الطيران بالنسبة لسرعة الصوت , وأطلق على وحدة قياس تلك العملية بـ " ماخ " نسبة إلى إسمه .- فـ ماخ 1 : تطلق على سرعة الطائرة عندما تتحرك بسرعة الصوت .
- و ماخ 2 : تطلق على سرعة الطائرة عندما تتحرك بضعف سرعة الصوت .
- الصوت الأول : يحدث بسبب التغير في ضغط الهواء عند مقدمة الطائرة عندما تصل إلى سرعة ماخ 1
- والصوت الثاني : ناجم عن التغير في الضغط الذي يحدث عند عبور ذيل الطائرة من الحاجز الصوتي , وحينها يعود الضغط إلى وضعه الطبيعي .
لذا طالما تسافر الطائرة بسرعة ماخ 1 أو أسرع من ذلك فإنه سينتج عن ذلك صوت الإنفجار Sonic Boom
* وإذا كنت تتسآل حول كيفية تعامل الطيارين وركاب الطائرة مع ظاهرة إختراق حاجز الصوت , فيجب أن تعلم أنهم لا يمكنهم سماع صوت الإنفجار الذي يحدث , ولكنهم يتمكنون فقط من رؤية موجات الضغط حول الطائرة .